(57)【要約】【課題】反射板と照射パターンを変化させるレンズとの組み合わせにおいて、目的の照射パターン外にもれる光を少なくし、均斉度の高い照射パターンを得ることができる照明器具を提供する。【解決手段】内部に光源９を配置する反射板１と、この反射板１の開口部に配置されたレンズ２とを備え、レンズ２は表面に多数の凹凸１３が平行線状に形成され、凹凸は、光源９から反射板１を反射してレンズ２に入射する入射光に対する凹凸面の法線Ｐと反射板１の光軸Ｑとのなす角度が、レンズ２の中央において大きく、レンズ２の中央から周辺に近づくに従い小さくなるように形成されている。【選択図】  図１
2005019038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に光源を配置する反射板と、この反射板の開口部に配置されたレンズとを備え、前記レンズは表面に多数の凹凸が平行線状または同心円状に形成され、前記凹凸は、前記光源から前記反射板を反射して前記レンズに入射する入射光に対する凹凸面の法線と前記反射板の光軸とのなす角度が、前記レンズの中央において大きく、前記レンズの前記中央から周辺に近づくに従い小さくなるように形成されていることを特徴とする照明器具。
【請求項２】
前記凹凸は、前記反射板の光軸近傍の範囲において略二等片三角形とし、前記範囲の外側を前記反射板に対向する長片を有する略三角形状とした請求項１記載の照明器具。
【請求項３】
前記反射板は灯体内に配置され、前記レンズは前記灯体の開口部に固定可能な枠内の底面に載置され、前記レンズの周辺を前記底面に押さえ固定する欠けリング状のばね部材を有し、前記ばね部材で前記レンズを押さえた状態で前記ばね部材が弾性拡径することにより係止する溝を前記枠内に設けた請求項１または請求項２記載の照明器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スポットライト等の照明器具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用灯具として、略平行反射光を得る略ラッパ形の反射板（または反射鏡）と、反射板の開口部にレンズを設けたものがあった（特許文献参照）。このレンズは、横縞状の多数の凸レンズからなっている。
【０００３】
【特許文献】
特開平９−２９８００２号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１１（ａ）に示すように反射板が狭角配光反射板の場合、レンズ１００に入射する光１０１は全体的に光軸Ｑに平行な光が得られるが、図  １１（ｂ）に示すように広角配光反射板の場合、光軸Ｑから離れた開口端付近の反射光が光軸Ｑに対して傾斜するため、斜線のように不要な部分へ照射される光１０２が形成されるという課題があった。
【０００５】
したがって、この発明の目的は、反射板と照射パターンを変化させるレンズとの組み合わせにおいて、目的の照射パターン外にもれる光を少なくし、均斉度の高い照射パターンを得ることができる照明器具を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の照明器具は、内部に光源を配置する反射板と、この反射板の開口部に配置されたレンズとを備え、前記レンズは表面に多数の凹凸が平行線状または同心円状に形成され、前記凹凸は、前記光源から前記反射板を反射して前記レンズに入射する入射光に対する凹凸面の法線と前記反射板の光軸とのなす角度が、前記レンズの中央において大きく、前記レンズの前記中央から周辺に近づくに従い小さくなるように形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項１記載の照明器具によれば、反射板の光軸から離れる開口端付近の凸レンズの法線の光軸に対する傾きが光軸付近よりも小さくなるため、反射板の開口端付近の光線の光軸に対する傾斜が大きくても、従来と比べて不要な部分へ照射される光を低減でき、これによって目的の照射パターン外にもれる光を少なくし、均斉度の高い照射パターンを得ることができる。
【０００８】
請求項２記載の照明器具は、請求項１において、前記凹凸が、前記反射板の光軸近傍の範囲において略二等片三角形とし、前記範囲の外側を前記反射板に対向する長片を有する略三角形状としたものである。
【０００９】
請求項２記載の照明器具によれば、請求項１と同様な効果のほか、反射板の開口端付近からの斜入射光はレンズの略三角形状の長片に入射するので略二等辺三角形状と比べて反射率が低くなりレンズに入射する光の入射率を高めることができる。
【００１０】
請求項３記載の照明器具は、請求項１または請求項２において、前記反射板は灯体内に配置され、前記レンズは前記灯体の開口部に固定可能な枠内の底面に載置され、前記レンズの周辺を前記底面に押さえ固定する欠けリング状のばね部材を有し、前記ばね部材で前記レンズを押さえた状態で前記ばね部材が弾性拡径することにより係止する溝を前記枠内に設けたものである。
【００１１】
請求項３記載の照明器具によれば、請求項１または請求項２と同様な効果のほか、ばね部材の径を弾性的に拡縮することによりレンズを着脱することができるので構成が簡単で組立容易であり、しかも同時に複数枚のレンズを１つのばね部材によって固定でき、複数枚のレンズを独立した固定方法により固定する場合と比べて、交換が容易となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施の形態を図１から図６に基づいて説明する。すなわち、このスポットライトは、反射板１と、レンズ２と、灯体３を有する。
【００１３】
まず、灯体３は図５および図６に示すように略ラッパ形ないし砲弾状形状であり、頂部にランプソケット８を内蔵し、ランプソケット８に光源９を装着して灯体３内に配置している。灯体３の両側部にアーム４を回動可能に設け、アーム４の端部間に電子トランスを内蔵した本体５を設け、本体５に配線ダクト（図示せず）に接続する配線ダクトプラグ６を設けている。７は本体５側からランプソケット８に導いたリード線である。また灯体３の開口部に枠１０を嵌合し回動することにより抜止め係止するように、灯体３と枠１０の一方にＬ字形溝を形成し、他方に突起を形成した凹凸嵌合部１２と、灯体３に設けたつまみねじ１１とつまみねじ１１を挿通できる、枠１０に設けたＬ字形スリットとにより取付けることができるようにしている。
【００１４】
反射板１も略ラッパ形ないし砲弾状形状であり、内部に光源９を配置している。すなわち、灯体３の内側に反射板１を挿入し、光源９を反射板１の内部に配置している。実施の形態では、反射板１が略放物線形状の円形反射板であり、所望の照射パターンを得るために開口端部において照射パターンの最周端へ反射するように形成され、光源９が貫通する上端部にかけて、徐々に照射パターンの中心（直下方向）に照射するように形成される。具体的には反射板１の開口部の反射光Ｌが光軸Ｑとなす角度が最大で、上端にかけて光軸Ｑと略平行となるように形成されている。
【００１５】
レンズ２は、反射板１の開口部に配置されている。このレンズ２は円形レンズであり、片面に多数の凹凸１３が平行線状に形成され、かつ、光源９から反射板１を反射してレンズ２に入射する入射光に対する凹凸面の法線Ｐと、反射板１の光軸Ｑとのなす角度αが、レンズ２の中央において大きく、レンズ２の周辺に近づくに従い小さくなるように形成されている。実施の形態ではスポットライトに適用して円形の照射パターンを長円形に変化させることを目的とし、光の照射特性を変化させるレンズ２が反射板１の開口径と同等径であり、光軸Ｑを中心として反射板１に対向する凹面に凹凸１３が縦または横方向に平行なリブ状に形成されている。リブ状の凹凸形状の幅Ｗを等間隔とし、レンズ２の中心を通り凹凸１３に直交する断面において凹凸形状を円弧状または略二等辺三角形状としている。円弧状または二等辺三角形は、その低角（底辺と斜辺とのなす角度）をα０度とし、隣接するリブの低角をα１＝α０−βとする。中心よりｎ番目のリブをαｎ＝α０−ｎβ（αｎ＞０）とする。αは所望の広がりにより決定する。例えば、光軸Ｑから約２０度をなす範囲内で照射したい場合は、αを３６度とする。
【００１６】
αｎ、βは広角反射板１の開口部近傍より反射されるレンズ２に入射する角度により決定する。例えば、光軸Ｑから約２０度をなす範囲内で照射することを目的とし、反射板開口部においてレンズ２への入射光が光軸Ｑとなす角が１０度の場合、αｎが１９度となり、βはα０からαｎの凹凸の数ｎにより（α０−αｎ）／ｎとすればよい。
【００１７】
上記したように、反射板１は灯体３内に配置され、レンズ２は灯体３の開口部に固定可能な枠１０内の底面に載置される。レンズ２の周辺を底面に押さえ固定する欠けリング状のばね部材１４を用意し、ばね部材１４でレンズ２を押さえた状態でばね部材１４が弾性拡径することにより係止する溝１５を枠１４内に設けている。そして、灯体３の開口端部の外周に凹凸嵌合部１２の凹部とねじ孔を形成し、枠１０は凹部に嵌合する突部１２ａ（図９、１０）を形成するとともにつまみねじ１１を挿通する挿通孔をねじ孔に対向して形成している。レンズ２の固定の詳細は第４の実施の形態との関連において説明する。
【００１８】
なお、１６は光源９の前面を覆うグレアカットキャップである。
【００１９】
この実施の形態によれば、凹凸１３が同一の円弧状または略三角形状の場合、特に広角反射板と組合わせた場合に、レンズ２の周端近傍において、図２（ａ）に示すように反射板１から反射された光が斜入射するために、図２（ｂ）に示すように鉛直方向から入射した光と比べて、レンズ２から透過する光が傾くことになる。この傾きが、所望の照射範囲と異なる場合、例えば斜線の部分１８がもれ光となる。
【００２０】
これに対して、本発明は、円弧状または略三角形状の凹凸１３を有するレンズ２の各法線の傾きを上記のように中央付近から周辺部にかけ徐々に変化させる、言い換えればレンズ２の凸面の高さを中央から周辺にかけて徐々に低くなだらかにすることで、もれ光を少なくすることができる。
【００２１】
なお、第１の実施の形態は照射パターンを長円形に広げるため凹凸１３が平行線状であったが、照射パターンを円形に広げるように凹凸１３が同心円状に形成されてもよい。
【００２２】
この発明の第２の実施の形態を図７および図８により説明する。第１の実施の形態において、凹凸１３が径方向に連続するように同心状に形成するとともに、反射板１の光軸Ｑの近傍の範囲において図８（ａ）に示すように略二等片三角形とし、前記範囲の外側を図８（ｂ）に示すように反射板１に対向する長辺２０を有する略三角形状としている。略三角形状の短辺はほぼ垂直または金型の抜き勾配をもった傾斜にしている。
【００２３】
詳しく説明すると、第２の実施の形態は、本発明はスポットライトに適用し、円形の照射パターンの径を所望の円形の照射パターンに広げることを目的とし、レンズの光線９に向いた凹面は、光軸Ｑと直交する点を中心とする同心円状の凹凸から構成され、各凹凸１３は略三角形状からなり、反射板１から反射される光が光軸Ｑに対して略平行に入射する範囲において、略二等辺三角形からなる。例えば、照射範囲を角度にして約４度広げる場合、レンズ底面に対する低角を約９度とする略二等辺三角形とする。
【００２４】
また範囲の外側からレンズ周端部の反射板１の開口径にかけて、長辺２０が反射板１に対向する略三角形から構成されている。例えば、反射板１の開口部より反射された光がレンズ２に入射する光が光軸となす角度を１０度とすると、レンズ底面に対して約９度とする。この場合、略二等辺三角形の斜辺と長辺２０が互いに同角度であるが、凹凸１３はレンズ２の凹面に形成されているため、長辺２０に入射する入射光に対する法線は、第１の実施の形態と同様に、レンズ２の中央部よりも周辺部ほど徐々に光軸Ｑに対する傾斜から平行に近づいている。
【００２５】
この実施の形態によれば、レンズ２の凹凸形状が全体に同一の略二等辺三角形状の場合、特に広角反射板と組合わせた場合に、レンズ２の周端近傍において、反射板１から反射された光が斜入射するために、図８（ｂ）に示すように一斜辺２７において斜人射となり、図８（ａ）の場合よりもレンズ表面での反射率が高くなる。よって、斜入射する光の多いレンズ周端部では、図８（ｄ）に示すように長辺２０が反射板１に対向する略三角形状とすることで、レンズ２への入射率が高くなる。
【００２６】
一方、光軸Ｑに略平行する光が入射する部分では、長辺２０が反射板１に対向する略三角形状では、図８（ｃ）に示すように短辺２１へ入射する光の反射率が高くなる。よって、光軸Ｑに略平行する光が入射する部分では略二等辺三角形とすることで、入射率を高くすることができる。
【００２７】
このように、凹凸１３を略二等辺三角形状と略三角形状を組合せることで，反射板１より入射する光の入射率を高めることができる。
【００２８】
なお、二等辺三角形状の部分を円弧状に形成することは可能であり、また略三角形状の長辺２１を平面でなく弧状に形成することは可能である。この実施の形態の凹凸１３の形状は、同心円状に限らず、平行線状にすることも可能である。
【００２９】
また第２の実施の形態は凹凸１３を凹面上に形成したが、凹凸１３を平面上に形成して、入射率を高めるレンズとして応用することが可能である。
【００３０】
この発明の第３の実施の形態を図９および図１０により説明する。すなわち、図６に示したように枠１０は灯体３につまみねじ１３により着脱可能に取付けられている。枠１０の底部周面付近の複数箇所例えば略均等３箇所にレンズ２を底面２３にガイドする突起２４を突設し、突起２４の枠１０の中心に向いた面に底部に平行な溝１５を複数段例えば３段形成している。溝１５の間隔および底面２３からの距離はレンズ２の周縁部の厚さおよび周縁部に被さる断面コ字状のリング状の弾力性のある弾性部材２５によって決定される。溝１５は欠けリング状の固定リングばねであるばね部材１４の線径に対応する幅を有しばね部材１４を嵌合可能にしている。ばね部材１４はＣ字形に欠けた両端部につまみ部１４ａを折曲しており、つまみ部１４ａをつまむことにより径を縮小し、離すことにより径を復元させ、この復元作用により拡径してばね部材１４を溝１５に嵌合させ支持する。一方、レンズ２はレンズ２の周縁に被さる弾性部材２５は例えばゴムにより周縁が保護されている。このレンズ２を１枚取付けるときは弾性部材２５の付いたレンズ２を枠１０の底面２３に置き、弾性部材２５上にばね部材１４をつまみながら置き、つまみ部１４ａから手を離してばね部材１４を溝１５に嵌合させ固定する。レンズ２を２枚重ねのとき、レンズ３を３枚重ねのときはそれぞれ底面２３から２段面の溝１５または３段目の溝１５にばね部材１４を係合する。
【００３１】
この実施の形態によれば、ばね部材１４を弾性的に拡大縮小変形することにより、簡単にレンズ２を着脱することができる。また複数枚のレンズ２を１つのばね部材１４によって固定できるので、構造を簡素化できる。さらに複数枚のレンズ２を独立した固定方法により固定する場合と比べて、交換が容易となる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１記載の照明器具によれば、反射板の光軸から離れる開口端付近の凸レンズの法線の光軸に対する傾きが光軸付近よりも小さくなるため、反射板の開口端付近の光線の光軸に対する傾斜が大きくても、従来と比べて不要な部分へ照射される光を低減でき、これによって目的の照射パターン外にもれる光を少なくし、均斉度の高い照射パターンを得ることができる。
【００３３】
請求項２記載の照明器具によれば、請求項１と同様な効果のほか、反射板の開口端付近からの斜入射光はレンズの略三角形状の長片に入射するので略二等辺三角形状と比べて反射率が低くなりレンズに入射する光の入射率を高めることができる。
【００３４】
請求項３記載の照明器具によれば、請求項１または請求項２と同様な効果のほか、ばね部材の径を弾性的に拡縮することによりレンズを着脱することができるので構成が簡単で組立容易であり、しかも同時に複数枚のレンズを１つのばね部材によって固定でき、複数枚のレンズを独立した固定方法により固定する場合と比べて、交換が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態の概略説明図である。
【図２】（ａ）は光線が光軸に略平行にレンズに入射する光路を示す説明図、（ｂ）は光線が光軸に斜めにレンズに入射する光路を示す説明図である。
【図３】（ａ）はレンズの平面図、（ｂ）はその正面図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】照明器具の正面図である。
【図６】その一部破断側面図である。
【図７】（ａ）は第２の実施の形態のレンズの平面図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）はその部分拡大図である。
【図８】（ａ）はレンズが二等辺三角形の凸の場合の光軸に平行な入射の場合の説明図、（ｂ）は斜入射の場合の説明図、（ｃ）はレンズが略三角形の凸の場合の光軸に平行な入射の場合の説明図、（ｃ）は斜入射の場合の説明図である。
【図９】第３の実施の形態のレンズの固定の構成を説明する分解破断側面図である。
【図１０】３枚のレンズを固定する場合などを説明する判断面側面図である。
【図１１】（ａ）は従来例の狭角配光反射板のレンズへの入射の説明図、（ｂ）は広角配光反射板のレンズへの入射の説明図である。
【符号の説明】
１    反射板
２    レンズ
３    灯体
９    光源
１０    枠
１３    凹凸
１４    ばね部材
２５    弾性部材
【図１】
2005019038.tif 000003
【図２】
2005019038.tif 000004
【図３】
2005019038.tif 000005
【図４】
2005019038.tif 000006
【図５】
2005019038.tif 000007
【図６】
2005019038.tif 000008
【図７】
2005019038.tif 000009
【図８】
2005019038.tif 000010
【図９】
2005019038.tif 000011
【図１０】
2005019038.tif 000012
【図１１】
2005019038.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成15年12月15日(2003.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記凹凸は、前記反射板の光軸近傍の範囲において略二等辺三角形とし、前記範囲の外側を前記反射板に対向する長辺を有する略三角形状とした請求項１記載の照明器具。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用灯具として、略平行反射光を得る略ラッパ形の反射板（または反射鏡）と、反射板の開口部にレンズを設けたものがあった。このレンズは、横縞状の多数の凸レンズからなっている（特許文献１参照）。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２９８００２号


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
請求項２記載の照明器具は、請求項１において、前記凹凸が、前記反射板の光軸近傍の範囲において略二等辺三角形とし、前記範囲の外側を前記反射板に対向する長辺を有する略三角形状としたものである。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
上記したように、反射板１は灯体３内に配置され、レンズ２は灯体３の開口部に固定可能な枠１０内の底面に載置される。レンズ２の周辺を底面に押さえ固定する欠けリング状のばね部材１４を用意し、ばね部材１４でレンズ２を押さえた状態でばね部材１４が弾性拡径することにより係止する溝１５を枠１０内に設けている。そして、灯体３の開口端部の外周に凹凸嵌合部１２の凹部とねじ孔を形成し、枠１０は凹部に嵌合する突部１２ａ（図９、１０）を形成するとともにつまみねじ１１を挿通する挿通孔をねじ孔に対向して形成している。レンズ２の固定の詳細は第４の実施の形態との関連において説明する。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
なお、１７は光源９の前面を覆うグレアカットキャップである。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
この実施の形態によれば、凹凸１３が同一の円弧状または略三角形状の場合、特に広角反射板と組合わせた場合に、レンズ２の周端近傍において、図２（ｂ）に示すように反射板１から反射された光が斜入射するために、図２（ａ）に示すように鉛直方向から入射した光と比べて、レンズ２から透過する光が傾くことになる。この傾きが、所望の照射範囲と異なる場合、例えば斜線の部分１８がもれ光となる。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
この発明の第２の実施の形態を図７および図８により説明する。第１の実施の形態において、凹凸１３が径方向に連続するように同心状に形成するとともに、反射板１の光軸Ｑの近傍の範囲において図８（ａ）に示すように略二等辺三角形とし、前記範囲の外側を図８（ｃ）に示すように反射板１に対向する長辺２０を有する略三角形状としている。略三角形状の短辺はほぼ垂直または金型の抜き勾配をもった傾斜にしている。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
詳しく説明すると、第２の実施の形態は、本発明はスポットライトに適用し、円形の照射パターンの径を所望の円形の照射パターンに広げることを目的とし、レンズの光源９に向いた凹面は、光軸Ｑと直交する点を中心とする同心円状の凹凸から構成され、各凹凸１３は略三角形状からなり、反射板１から反射される光が光軸Ｑに対して略平行に入射する範囲において、略二等辺三角形からなる。例えば、照射範囲を角度にして約4度広げる場合、レンズ底面に対する低角を約9度とする略二等辺三角形とする。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
なお、二等辺三角形状の部分を円弧状に形成することは可能であり、また略三角形状の長辺２０を平面でなく弧状に形成することは可能である。この実施の形態の凹凸１３の形状は、同心円状に限らず、平行線状にすることも可能である。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
この発明の第３の実施の形態を図９および図１０により説明する。すなわち、図６に示したように枠１０は灯体３につまみねじ１１により着脱可能に取付けられている。枠１０の底部周面付近の複数箇所例えば略均等３箇所にレンズ２を底面２３にガイドする突起２４を突設し、突起２４の枠１０の中心に向いた面に底部に平行な溝１５を複数段例えば３段形成している。溝１５の間隔および底面２３からの距離はレンズ２の周縁部の厚さおよび周縁部に被さる断面コ字状のリング状の弾力性のある弾性部材２５によって決定される。溝１５は欠けリング状の固定リングばねであるばね部材１４の線径に対応する幅を有しばね部材１４を嵌合可能にしている。ばね部材１４はＣ字形に欠けた両端部につまみ部１４ａを折曲しており、つまみ部１４ａをつまむことにより径を縮小し、離すことにより径を復元させ、この復元作用により拡径してばね部材１４を溝１５に嵌合させ支持する。一方、レンズ２はレンズ２の周縁に被さる弾性部材２５例えばゴムにより周縁が保護されている。このレンズ２を１枚取付けるときは弾性部材２５の付いたレンズ２を枠１０の底面２３に置き、弾性部材２５上にばね部材１４をつまみながら置き、つまみ部１４ａから手を離してばね部材１４を溝１５に嵌合させ固定する。レンズ２を２枚重ねのとき、レンズ２を３枚重ねのときはそれぞれ底面２３から２段面の溝１５または３段目の溝１５にばね部材１４を係合する。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】３枚のレンズを固定する場合などを説明する半断面側面図である。


【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2005019038.tif 000014